Требования к машинам и энергоемкость полива

Требования к машинам и энергоемкость полива. Требования к дождевальным машинам и установкам.

Разли¬чают агробиологические, экологические и технико- экономи¬ческие требования. К агробиологическим следует отнести тре¬бования, обеспечивающие оптимальные (рациональные) условия снабжения растений водой, экологическим - сохранение почв и их плодородия и технико-экономическим - повышение произво¬дительности, снижение энергоемкости и т. п. Агробиологические требования заключаются в следующем. Для достижения малоинтенсивного (бесстрессово¬го) воздействия процесса орошения на растения отношение интенсивности водоподачи к интенсивности водопотребления должно находиться в пределах 1 50. Равномерность распре¬деления воды на поле должна удовлетворять следующим требо¬ваниям: Кэф.п 0, 7; kнед.п kизб.п 0, 15. Отклонение от среднего слоя выпавшего дождя не должно превышать ±25% для машин с коротко- и сред неструйными и ±30% - с дальнеструй¬ными аппаратами.

Для сохранения растений от механических повреждений в процессе подготовки и проведения поливов коэффициент их повреждаемое должен быть 0, 5 2, 0%, а среднекубический диаметр капель дождя d 1 мм. Экологические требования заключаются в сле дующем.

С целью сохранения структуры и водопрочности поч¬венных агрегатов, активной жизнедеятельности микроорганизмов в почвообразовательном процессе и повышения плодородия почв содержание влаги в порах почвы должно находиться в пределах 70 90%, воздуха-10 30%, а отклонение от этих интер¬валов не должно превышать ±5%. Для предупреждения водной эрозии почвы скорость движения Ug потока воды в поливной борозде должна быть меньше критически допустимой ip из условий неразмываемости почвы, т. е. VQ < и, а для предупреждения лужеобразования и стока средняя интенсивность дождя р должна быть меньше или равна скорости впитывания воды в почву, т. е. р s q Чтобы исключить разрушение почвенных агрегатов под действием ударов капель дождя, их диаметр не должен превышать 1, 5 мм для коротко- и средне-струйных и 1, 8 мм для дальнейструйных аппаратов.

Технико-экономические требования включают большое число показателей.

Однако к наиболее важным из них относятся эффективное использование земли, производи¬тельность машин и энергоемкость выполняемого ими процесса. Коэффициент земельного использования, учитывающий потери площади под оросительной сетью и поливной техникой, должен быть равен или больше 0, 97. Теоретически возможная производительность любой дожде¬вальной машины или установки при заданной поливной норме m, мУга, может быть определена по формуле Действительная производительность дождевальных машин, работающих в движении, как и любых других мобильных средств, зависит от ширины захвата, скорости движения и коэффициента использования рабочего времени.

Разница заключается лишь в том, что во избежание образования луж на почвах с небольшой впитывающей способностью поливать можно не за один, а за несколько проходов. В таких случаях необходимое число про¬ходов n = m/h, где т-поливная норма, мм; А-слой воды, вылитый за один проход, мм. Производительность машин, работающих позиционно, зависит от размера площади 5, орошаемой с одной позиции, и числа позиций z в смену, т. е. П = Sz. За продолжительность смены Т число позиций z&#61501;kT/t, где k - коэффициент использования рабочего времени; t-продолжительность полива с одной позиции. Учитывая, что t=m/pcp a Pq, =Q/5, получим z= kTQ/mS. Подставив значение z в первоначальное выражение, получим &#61527;&#61501;к&#61524;Q/m Так как Q=PcpS, a 5=nr2, то формулу можно представить в виде &#61527;=&#61552;kpср rT/m. Из этого следует, что производительность в наибольшей мере зависит от радиуса действия струи г. Но одно и то же значение г можно получить при разных напорах If и диаметрах сопла d. Чтобы выбрать рациональное сочетание значений Н и rfg, нужно знать, какой из этих параметров оказывает большее влияние на энергоемкость процесса.

Энергоемкость процесса.

Мощность струи, представляющая собой расход энергии в единицу времени, &#61518;стр=&#61543;QH &#61518;стр=&#61543;&#61549; &#61552;d&#61512;&#61654;2gH /4 где у-удельный вес воды. Сле¬дует иметь в виду, что мощность, необходимая для привода насоса. Характеристикой энергоемкости дождевальной машины или установки можно считать расход энергии на единицу произво¬дительности.

Так как производительность П = CiQ, где q -коэффициент пропорциональности, то с;Я, где Сд = const. Из полученного выражения следует, что удельный расход энергии пропорционален напору Я. Таким образом, наименее энергоемкими следует считать дождевальные машины и установки с короткоструйными насадками, а наиболее энергоемкими - ма¬шины, оборудованные дальнеструйными аппаратами.

Технико-экономическими требованиями предусматривается ограничение удельного расхода энергии &#163;„ на 1 м3 поливной воды в следующих пределах: 20,5 1,5 кВт-ч/м3 для дож¬девальных машин и установок и Е s. 0,05 0,2 кВт • ч/м3 для установок капельного и внутрипочвенного орошения. 6 Вывод Тенденции и перспективы развития.

Полив - наиболее эф¬фективный способ повышения урожаев, один из основных факто¬ров интенсификации сельскохозяйственного производства. По¬ливная техника занимает важное место в системе машин для мелиорации. Системой машин предусмотрено семь технологических комп¬лексов для орошения сельскохозяйственных культур. При поливе дождеванием предусматривается забор воды ма¬шинами из открытой и закрытой оросительных сетей, а при по¬верхностном орошении - подъем и подача воды передвижными насосными станциями по разборным трубопроводам.

Вместе с поливной водой при поливе дождевальными и поливными машинами могут вноситься сухие минеральные удобрения и животновод¬ческие стоки. Поливная техника может быть использована и для внесения жидких минеральных удобрений, микроэлементов, пестицидов и химических мелиорантов. В этих случаях обеспе¬чивается повышение производительности труда более чем в 2 раза, равномерность распределения вносимых веществ на 20 30%, сокращение затрат в 1,2 раза. Внесение удобрений вместе с поливной водой по сравнению с раздельным внесением при использовании разбрасывателей ми¬неральных удобрений и последующим поливом повышает урожай¬ность сельскохозяйственных культур на 10 25%. Это позво¬ляет внедрить в орошаемом земледелии индустриальные техно¬логии и уменьшить парк сельскохозяйственных машин за счет совмещения некоторых операций, а также агрегатировать дож¬девальные и поливные машины с машинами для транспортировки сухих и жидких удобрений, пестицидов и химических мелиорантов. Системой машин предусмотрено создание новой широкозах¬ватной дождевальной и поливной техники для степных и полу¬пустынных районов, имеющих поля больших размеров, а для Нечерноземной зоны, имеющей небольшие поля неудобной кон¬фигурации со сложным рельефом, предусмотрен выпуск мобильных дождевальных машин.

Групповое использование этих машин позволит увеличить нагрузку на одного человека, занятого на орошении сельскохозяйственных культур. Уровень механизации поверхностного орошения не превышает 5 6%. В целях сокращения ручного труда и повышения произ¬водительности в конструкциях большинства машин для полива по бороздам, полосам и чекам будут предусмотрены собственные двигатели на основе гидро- и электропривода, а также авто¬матизация некоторых процессов и операций.

При использовании новой поливной техники возможен подъем уровня механизации. Для строительства оросительных и обводнительных систем предусмотрено более 30 технологических комплексов машин.

При строительстве оросительных каналов глубиной до 3 м исполь¬зуют экскаваторы непрерывного действия, более Зм- одноков¬шовые экскаваторы вместимостью до 1, 25 м3 и скреперы с эле¬ваторной загрузкой ковша вместимостью 7 м3 на тракторе Т-150К и 12 мэ-на К-701, а также самоходные скреперы с ков¬шом вместимостью 15 м3 и более.

С внедрением новой техники непрерывного действия на базе указанных тракторов произво¬дительность труда повысится в 1, 4 1, 6 раза, значительно уменьшится доля ручного труда, на З0 40% снизится числен¬ность механизаторов.

В целях борьбы с потерями воды на фильтрацию предусмотре¬ны комплексы машин для строительства закрытых оросительных систем из трубопроводов диаметром 200 400, 500 1200 и 1400 2000 мм, а также комплексы автоматизированных без¬рельсовых машин для облицовки оросительных каналов глубиной до 7 м. Закрытый дренаж на орошаемых землях будет строиться траншейным, узкотраншейным и бестраншейным способами с по¬мощью дреноукладчиков с автоматизированными системами вы¬держивания заданного уклона дрен. Применение бестраншейных дреноукладчиков при высоком уровне стояния грунтовых вод позволит повысить производи¬тельность труда в 10 15 раз по сравнению с траншейным способом, сократить затраты труда на 1 км уложенного дренажа почти в 10 раз. Новый бестраншейный дреноукладчик (МД-12)создан на мелиоративном шасси, на базе которого предусмот¬рено создание целого шлейфа машин.

Новые экскаваторы-каналокопатели позволят строить каналы рационального профиля, что даст возможность сокращать объем земляных работ и площадь отчуждаемых земель.

При создании машин на базах с низким удельным давлением улучшится ка¬чество мелиоративного строительства, сократятся его сроки и повысится производительность труда на 15 30%.